сушилка для сыпучих материалов

Формула изобретения

Сушилка для сыпучих материалов, содержащая корпус с закрепленной внутри него ступенчатой газораспределительной решеткой, каждая ступень которой соединена на участках изгиба с газонаправляющим трубопроводом, рециркуляционный контур с вентилятором и воздуховодами, соединенными с корпусом, отличающаяся тем, что газораспределительная решетка выполнена наклонной в сторону перемещения материала, одна из перфорированных сторон ступени решетки отклонена от вертикальной плоскости, а другая перфорированная сторона отклонена от горизонтальной плоскости противоположно общему наклону газораспределительной решетки, большая из сторон ступени находится в плоскости, угол наклона которой соответствует углу естественного откоса высушенного материала, при этом газораспределительная решетка перфорирована отверстиями переменного диаметра, причем диаметр отверстий меньшей стороны ступени уменьшается в направлении газонаправляющего трубопровода, расположенного в конце предыдущей ступени, а диаметр отверстий большей стороны ступени сначала уменьшается в сторону следующего, расположенного по ходу движения материала газонаправляющего трубопровода, а непосредственно перед ним повышается таким образом, что продукт в секции газораспределительной решетки движется по пологой наклонной траектории с "всплеском" перед газонаправляющим трубопроводом при переходе в последующую секцию, рециркуляционный контур снабжен калорифером и воздуховодами, между воздуховодами в сушилке установлены направляющие эллиптического сечения, обеспечивающие предварительный подогрев сушилки отработанным теплоносителем и циклон имеет отпускной патрубок, перфорированный отверстиями с боковой стороны, противоположной подаваемому отработанному теплоносителю.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сушилкам и может быть применено в химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве, агроперерабатывающей отрасли.

Известна установка для сушки сыпучих, комкующихся и пастообразных материалов (авт. св. N 578537, F 26 B 17/10, Б.И. N 40, 1977), включающая камеру кипящего слоя с газораспределительной решеткой и с тангенциальным вводом вторичного теплоносителя и подсоединенный к камере при помощи трубопровода циклон, разгрузочный патрубок которого подключен к тангенциальному вводу, при этом соединительный трубопровод на участке между камерой и циклоном снабжен байпасной линией, в верхней части камеры установлен с возможностью вертикального перемещения конус с перфорированным днищем, а в нижней части расположен осевой заглушенный сверху патрубок, подключенный к источнику горячего воздуха и имеющий радиальные газонаправляющие трубки, расположенные в кипящем слое, газораспределительная решетка выполнена ступенчатой с вертикальными перфорированными элементами, и на участках изгиба каждая ступень соединена с газонаправляющей трубкой.

Недостатки данной установки для сушки сыпучих, комкующихся и пастообразных материалов:

- возможность налипания материала и сложность его перемещения по наклонной поверхности газораспределительной решетки;

- наличие нерабочих зон газораспределительной решетки на участках соединения вертикальных перфорированных элементов и начале наклонной поверхности газораспределительной решетки, что не обеспечивает перемещение продукта и нарушает гидродинамические условия сушки продукта;

- наличие местных гидравлических сопротивлений потока теплоносителя при перемещении через отверстия вертикальных перфорированных элементов, что способствует повышенному энергорасходу теплоносителя.

Наиболее близким техническим решением по решаемой задаче и достигаемому эффекту является устройство для охлаждения и сушки сыпучих материалов (авт. св. N 1753217, F 26 B 17/10, Б.И. N 29, 1992), содержащее корпус с закрепленной внутри него горизонтальной перфорированной перегородкой и расположенным в корпусе под перегородкой ленточным конвейером с перфорированной поперечными щелевидными отверстиями лентой, источник подачи сжатого воздуха, сообщенный с полостью корпуса, и поворотные козырьки для подачи воздуха, наклонные в сторону, противоположную направлению движения конвейера, при этом корпус содержит размещенный в передней его части второй воздуховод отвода отработанного теплоносителя, подключенный с одной стороны к дозатору, а с другой стороны - к воздуховоду, соединенному с пассивным циклоном, снабженному регулирующей заслонкой, вместе с тем ленточный конвейер установлен с возможностью контактирования с горизонтальной перфорированной перегородкой.

Данное устройство имеет следующие недостатки:

- увеличение энергозатрат процесса вследствие резкого падения давления потока теплоносителя, направляемого из напорного воздуховода в корпус с ленточным транспортером за счет увеличения местного гидродинамического сопротивления теплоносителя на выходе из напорного воздуховода и входе в диффузор, большая сторона которого соизмерима с длиной конвейера;

- возможность проскока невысушенных частиц сыпучего продукта, что снижает качество готового продукта;

- нерациональное расположение вентилятора в напорном воздуховоде с циклоном, что сопровождается повышением напора потока теплоносителя после циклона, а не перед обработкой продукта, увеличением продолжительности технологического процесса сушки и снижением эффективности применения циклонов;

- дополнительные энергозатраты на перемещение ленточного транспортера.

Техническая задача заключается в снижении энергозатрат для сушилки, сокращении продолжительности сушки продукта, улучшении качества готового продукта, снижении местных гидродинамических сопротивлений сушилки.

Техническая задача достигается тем, что в предлагаемой сушилке, включающей корпус с закрепленной внутри него ступенчатой газораспределительной решеткой, каждая ступень которой соединена на участках изгиба с газонаправляющим трубопроводом, рециркуляционный контур с вентилятором и воздуховодами, соединенными с корпусом, новым является то, что газораспредительная решетка выполнена наклонной в сторону перемещения материала, одна из перфорированных сторон ступени решетки отклонена от вертикальной плоскости, а другая перфорированная сторона отклонена от горизонтальной плоскости противоположно общему наклону газораспределительной решетки, большая из сторон ступени находится в плоскости, угол наклона которой соответствует углу естественного откоса высушенного материала, при этом газораспределительная решетка перфорирована отверстиями переменного диаметра, причем диаметр отверстий меньшей стороны ступени уменьшается в направлении газонаправляющего трубопровода, расположенного в конце предыдущей ступени, а диаметр отверстий большей стороны ступени сначала уменьшается в сторону следующего расположенного по ходу движения материала газонаправляющего трубопровода, а непосредственно перед ним - повышается таким образом, что продукт в секции газораспределительной решетки движется по пологой наклонной траектории со "всплеском" перед газонаправляющим трубопроводом при переходе в последующую секцию, рециркуляционный контур снабжен калорифером и воздуховодами, между воздуховодами в сушилке установлены направляющие эллиптического сечения, обеспечивающие предварительный подогрев сушилки отработанным теплоносителем, и циклон имеет опускной патрубок, перфорированный отверстиями с боковой стороны, противоположной подаваемому отработанному теплоносителю.

Сушилка представлена на схеме общего вида (фиг. 1 и 2), чертежах элементов конструкции (фиг. 3 и 4) и снабжена графиком изменения скорости потока теплоносителя по длине секции (фиг. 5).

Сушилка состоит из корпуса 1 с закрепленной ступенчатой газораспределительной решеткой 2, каждая ступень которой соединена на участках изгиба с газонаправляющим трубопроводом 3. Газораспределительная решетка выполнена наклонной в сторону перемещения продукта. Данная газораспределительная решетка перфорирована отверстиями 4 переменного диаметра. Секции газораспределительной решетки выполнены в виде ступени или Г-образной формы и включают перфорированные элементы 5 и 6 различной длины. Каждая из ступеней имеет две стороны, одна из которых перфорирована и отклонена от вертикальной плоскости, а другая перфорированная сторона отклонена от горизонтальной плоскости противоположно общему наклону газораспределительной решетки. При этом большая из сторон ступени находится в плоскости, угол наклона которой соответствует углу естественного откоса высушенного материала. Диаметр отверстий меньшей стороны ступени уменьшается в направлении газонаправляющего трубопровода 3, расположенного в конце предыдущей ступени. Вместе с тем, диаметр отверстий большей из перфорированных сторон ступени, в виде элемента 6, сначала уменьшается в сторону следующего, расположенного по ходу движения материала газонаправляющего трубопровода, а непосредственно перед ним - повышается с возможностью создания перемещения продукта в секции газораспределительной решетки по пологой наклонной траектории со "всплеском" перед газонаправляющим трубопроводом при переходе в последующую секцию (фиг. 5). Сушилка включает рециркуляционный контур с вентилятором 7 и воздуховодами 8, 9 и 10, соответственно общим, нагнетательным и всасывающим. В сушилке имеется калорифер 11. Между воздуховодами предусмотрены направляющие 12 эллиптического сечения, обеспечивающие предварительный подогрев сушилки отработанным после сушки теплоносителем и снижение гидродинамических сопротивлений сушилки. Циклон 13 имеет опускной патрубок 14, перфорированный отверстиями с боковой стороны, противоположной подаваемому отработанному теплоносителю.

Сушилка работает следующим образом. Высушиваемый материал через приемный бункер поступает на газораспределительную решетку 2. Одновременно с поступлением материала включается вентилятор 7 и в корпус 1 по воздуховодам и направляющим подается воздух. Из корпуса 1 воздух направляется через коноидальные сопла 4 в слой материала. Под давлением поступающего воздуха частички обрабатываемого материала в слое поднимаются вверх, псевдоожижаются и с переменной скоростью перемещаются в сторону разгрузочного бункера. Перемещение материала возможно за счет того, что газораспределительная решетка выполнена наклонной и перфорированные элементы 5 и 6 имеют сопла, которые направляют поток воздуха в сторону разгрузочного отверстия. Таким образом, в момент прохождения воздуха через слой материала последний нагревается, сушится и перемещается вдоль решетки. Поскольку при сушке материал становится легче, то он перебрасывается потоком воздуха на нижнюю секцию. При этом весь слой волнообразно пересыпается по решетке от места загрузки до места выгрузки.

Нагрев и сушка материала осуществляются следующим образом. Воздух из корпуса, проходя через слой, интенсивно нагревает и сушит материал, выходит в пространство корпуса над слоем материала и отсасывается через воздуховод вентилятором. Затем воздух подается в циклон с целью очистки от пыли. Поток теплоносителя в циклоне перемещается в опускной патрубок со стороны, противоположной входному штуцеру, через который подается в циклон, что способствует лучшему осаждению пылевидных примесей и повышает степень очистки теплоносителя. После циклона воздух подается через общий воздуховод 8, нагнетательный воздуховод 9, направляющие 12, всасывающий воздуховод 10 на вентилятор 7, затем калорифер 11 и дальше, на повторное использование в корпус устройства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат для сушилки за счет отсутствия перемещений элементов газораспределительной решетки, сокращение продолжительности сушки продукта, обусловленное движением частиц с переменной скоростью и колебательным режимом обработки, что интенсифицирует тепло- и массообменные процессы, улучшение качества готового продукта, вследствие секционной сушки сыпучего продукта и предотвращения проскакивания невысушенных частиц в бункер выгрузки, а также повышением пищевой ценности продукта при снижении продолжительности сушки; снижение местных гидродинамических сопротивлений за счет использования направляющих эллиптического сечения, отсутствия значительных потерь давлений потока теплоносителя перед газораспределительной решеткой, в воздуховодах и выполнения отверстий в перфорированных элементах секций сушилки коноидальными соплами.